Journée ds-catia 09/11/06 – IUT de Nantes Calcul dans General Structural Analysis de pièces réalisées dans l'atelier Composite Design Sébastien Le Loch

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Calcul dans General Structural Analysis de Calcul dans General Structural Analysis de pièces réalisées dans l'atelier Composite Designpièces réalisées dans l'atelier Composite Design

Sébastien Le LochSébastien Le Loch

22PlanPlan

- Présentation de l’atelier Composite DesignPrésentation de l’atelier Composite Design

- Différents traitements possibles dans GSADifférents traitements possibles dans GSA

- Cas testsCas tests

- Résumé des recommandationsRésumé des recommandations

33PlanPlan





44Présentation de l’atelier Composite Présentation de l’atelier Composite DesignDesign

Séquence de création d’une pièce composite :

Définition des matériaux et orientations disponibles

ou ou Preliminary Design :

Création du composite par zones

Plies :

Création du composite plis par plis


Séquence de création d’une pièce composite : matériaux

création des orientations de plis disponibles et choix du catalogue matériaux : attention ! gère les épaisseurs des plis !


Séquence de création d’une pièce composite : zones

Preliminary Design :

Création du composite par zones

ATTENTION : ordre des plis du composite ???

Obligation de passer par un "Stack Up File"


Séquence de création d’une pièce composite : plis

Crée le "Stack Up File"

Crée les plis en utilisant le fichier Excel modifié

Vérifications


Séquence de création d’une pièce composite : bilan

- Dessin de pièce orienté « fabrication » : la surface définie est une frontière du composite (moule) et non pas la « fibre neutre » ou le plan de symétrie comme habituellement en calcul EF.

- Le dessin par zones permet d’aller plus vite si il y a beaucoup de plis et de géométries par contre il faut faire très attention à l’ordre d’empilement (création de plis obligatoire pour vérification).

- Le dessin pli par pli est à favoriser si le nombre de plis est peu important (cas tests, exemples pédagogiques) et moins piégeur pour les étudiants.

99PlanPlan





1010Différents traitements possibles dans GSADifférents traitements possibles dans GSASéquence de création d’un calcul :

Calcul type coque avec "propriété composite importée"

Analyse par zone Analyse par plis

Visualisation des orientations des plis : "génération d’image" sur propriétés : symbole d’angle composite

Les orientations avec l’analyse par zone ne sont pas conservées !

Résultats différents !!!Résultats différents !!!

1111Différents traitements possibles dans GSADifférents traitements possibles dans GSASéquence de création d’un calcul :

Calcul type coque avec "propriété composite importée"

Visualisation des contraintes : "génération d’image" sur solution statique : tenseur des contraintes

Attention à la frontière entre les zones !

1212PlanPlan





1313Cas testsCas testsCAS TEST 1 : doc. Code_ASTER (EDF)

1414Cas testsCas testsCAS TEST 1 : doc. Code_ASTER (EDF)

Résultats avec le traitement par plis :

Déplacement au centre : 0,420 mm pour 0,419 mm

Contraintes pli supérieur : 56,8 MPa pour 47,1/58,8 soit 53,0 en moyenne (7%)

Résultats satisfaisants, attention à la limitation de la valeur de la contrainte dans le plan moyen en coque

Traitement par zone faux : à proscrire absolument

1515Cas testsCas testsCAS TEST 2 : doc. CAST3M (CEA) et calculs Laurent Gornet (GeM)

Cylindre sous pression interne +/- 45°

Géométrie : attention à la normale ! L’axe Z du repère utilisé pour le composite ne doit pas être parallèle à la surface !

- Avec le cylindre complet : problème d’accrochage d’un point…

- Avec un quart de cylindre :

R=1.05 (fibre neutre, R=1 dans CATIA), H=1E1=7e6, E2=1.3e6, G12=5e5, 12=0.28, ecouche=0.05p=100

Augmentation du diamètre : 1,50 mm pour 1,38 mm (9%)

1616Cas testsCas testsCAS TEST 2 : doc. CAST3M (CEA)

Contraintes :

CAST3M :

11 = env. 830 Pa

22 = env. 200 Pa

12 = env. 520 Pa

Aug. Diamètre :

1,38 mm


Contraintes :

CATIA :

11 = env. 660 Pa (20%)

22 = env. 400 Pa (100%)

12 = env. 520 Pa (0%)

Aug. Diamètre : 1,53 mm


Contraintes :

Maillage quadrangles

CAST3M :

11 = env. 660 Pa

22 = env. 380 Pa

12 = env. 520 Pa

Aug. Diamètre : 1,50 mm !!

(au lieu de 1,38 mm)

Influence COQ4 / DKT


Contraintes :

Maillage quadrangles

CATIA :

11 = env. 660 Pa (0%)

22 = env. 380 Pa (0%)

12 = env. 520 Pa (0%)

Aug. Diamètre : 1.50 mm


Tube complet : attention au changement d’angle d’empilement / repère

2121PlanPlan





2222Résumé des recommandationsRésumé des recommandations

- Il vaut mieux gérer l’empilement via Excel pour les pièces complexes

- Vérifiez les empilements et épaisseurs (donc création des plis)

- Attention aux pièces de révolution ! (comme pour la majorité des codes)

plus généralement à l’orientation du z

- Précision suffisante pour le pré-dimensionnement (attention aux coques épaisses) mais pas de critère composite (Tsaï-Hill…)

- Toujours faire une analyse par plis

- Délicat à utiliser avec les étudiants (nombreux outils et menus à utiliser)

Documents

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